python多线程、网络编程、正则表达式详解

目录

• 闭包
• 多线程
• 主线程
• 线程阻塞
• 同步锁
• 网络编程
• 正则表达式
• re.match函数
• re.search方法
• re.match与re.search的区别
• re.findall()方法
• 正则表达式的特殊规则

闭包

 account=0
def atm(num,flag):
    global account
    if flag:
        account=num+account
        print(account)
    else:
        account-=num
        print(account)

atm(300,True)  #存入300元
atm(100,False) #取出100元

这是一个简单atm存取钱逻辑，account表示账户余额，存在问题是，account是全局变量，可以被任意访问和修改，为了解决这个问题，引入了闭包

闭包：在函数嵌套的前提下，内部函数引用外部函数的变量，并且外部函数返回了内部函数，将这个内部函数称为闭包

def out(account):
    def atm(num, flag):
        nonlocal account   #nonlocal关键字 让外部函数参数是一个可修改的值
        if flag:
            account += num
            print("余额",account)
        else:
            account -= num
            print("余额",account)
    return atm

atm=out(100)  #起始余额是100 返回值是内部函数
atm(200,True) #存入200
atm(100,False) #取出100

这时account不是全局变量，不可以被任意访问和修改。

多线程

我们电脑可以运行多个程序，运行多个程序可以称为运行多个进程。一个进程可以多含多个线程，线程是cpu运行的基本单位。

python的多线程可以通过threading模块来实现

• obj=threading.Thread(group,target,name,args,kwargs)
• group：暂时无用，未来功能的预置参数
• target：执行的任务名称
• args：以元组的形式传入参数
• kwargs：以字典形式传入参数
• name：线程名称，一般不用设置
• start()方法：线程执行

import time
import threading #1、导入threading模块
def sing(**kwargs):
    while True:
        print(kwargs["name"],"在唱歌")
        time.sleep(1)

def dance():
    while True:
        print("跳舞")
        time.sleep(1)

if __name__=='__main__':
    print("作为主函数运行")
    # 创建一个进程 这个进程执行的是唱歌这个函数 传入一个字典
    sing=threading.Thread(target=sing,kwargs={"name":"张三"})
    # 创建一个进程 这个进程执行的是跳舞这个函数
    dance = threading.Thread(target=dance)

    sing.start()  #线程启动运行
    dance.start()

主线程

在python中，主线程是第一个启动的线程。

~父线程:如果启动线程A中启动了一个线程B，A就是B的父线程。

~子线程：B就是A的子线程。

创建线程时有一个damon属性，用它来判断主线程。当daemon设置False时，子线程不会随主线程退出而退出，主线程会一直等着子线程执行完。当daemon设置True时，子线程会随主线程退出而退出，主线程结束，其他的子线程会强制退出。

import time
import threading #1、导入threading模块

num=0
def dance():
    global num
    while num < 10:
        num = 1 + num
        print("跳舞")
        time.sleep(1)

count=0
def sing(**kwargs):
    global count
    while count<10:
        count=1+count
        print("在唱歌")
        time.sleep(1)
        threading.Thread(target=dance).start()

if __name__=='__main__':
    # 创建一个进程 这个进程执行的是唱歌这个函数 传入一个字典
    sing=threading.Thread(target=sing,daemon=False)
    sing.start()  #线程启动运行

sing线程运行内启动了dance线程，sing线程就是父线程，dance线程为子线程。damon为False，两个线程交替运行，damon为True，主线程结束之后就会直接退出 ，不执行子线程

damon为True时，打印 "在唱歌" 之后，time.sleep（1）让sleep线程挂起1s，父线程运行结束，不会执行子线程

import time
import threading #1、导入threading模块

num=0
def dance():
    global num
    while num < 10:
        num = 1 + num
        print("跳舞")
        time.sleep(1)

count=0
def sing(**kwargs):
    global count
    while count<10:
        count=1+count
        print("在唱歌")
        time.sleep(1)
        threading.Thread(target=dance).start()

if __name__=='__main__':
    # 创建一个进程 这个进程执行的是唱歌这个函数 传入一个字典
    sing=threading.Thread(target=sing,daemon=False)
    sing.start()  #线程启动运行

线程阻塞

join方法，两个A，B并发运行的线程，A线程join（）之后,A线程阻塞，直到B线程运行结束之后，A线程恢复运行

import time
import threading #1、导入threading模块
class Thread(threading.Thread):

    def __init__(self,name):  #构造函数
        threading.Thread.__init__(self)
        self.name=name

    def run(self) -> None:  #线程运行时 直接执行 run()方法
        for i in range(0,10):
            print(i,self.name,time.ctime(time.time()))

thread1=Thread("线程A")
thread1.start()

for i in range(0,10):
    print("线程B")
    if(i==2):
        thread1.join()

线程A，线程B并发运行，在线程B的i=2时，线程B阻塞，线程A一直运行，直到线程A运行结束，线程B才会恢复运行。

其他方法

run（）：用以表示线程活动的方法

start（）：启动线程

join（）：等待至线程终止

isAlive（）：返回线程是否活动的

getName（）：返回线程名称

setName() : 设置线程名称

同步锁

锁机制 让一个可变数据，在被修改期间不可以被其他线程读取，保证数据读取正确

使用Thread对象的Lock和Rlock可以实现简单的线程同步，这两个对象都有acquire方法和release方法，对于那些需要每次只允许一个线程操作的数据，可以将其操作放到acquire和release方法之间，即acquire相当于上锁，而release相当于解锁。

一个场景：两个窗口一起卖100张车票，在没有锁时，ticket数据在被窗口一修改的同时，被窗口二读取到修改前的数据，那么就会导致 这两个窗口一起卖出第i张票的情况，这是不合理的

import time
import threading #1、导入threading模块
class Thread(threading.Thread):

    def __init__(self,name):
        threading.Thread.__init__(self)
        self.name=name

    def run(self) -> None:
        global ticket
        while ticket > 0:
            print("%s%s%d%s" % (self.name, "卖出了第", ticket, "张票"))
            ticket = ticket - 1
            time.sleep(1)

ticket =10  #设置全局变量初始值

thread1=Thread("窗口一")
thread1.start()

thread2=Thread("窗口二")
thread2.start()

加锁：加上同步锁，保证ticket数据在修改时，不可以被其他进程访问

import time
import threading #1、导入threading模块
class Thread(threading.Thread):

    def __init__(self,name):
        threading.Thread.__init__(self)
        self.name=name

    def run(self) -> None:
        global ticket
        while ticket > 0:
            lock.acquire()  # 加锁 保证ticket被一个线程持有 其他线程不得访问这个变量
            if(ticket<=0):
                break
            print("%s%s%d%s" % (self.name, "卖出了第", ticket, "张票"))
            ticket = ticket - 1
            lock.release()  # 解锁

ticket =100  #设置全局变量初始值
lock=threading.RLock() #获取锁
thread1=Thread("窗口一")
thread1.start()

thread2=Thread("窗口二")
thread2.start()

网络编程

Socket（套接字）负责实现网络编程

创建服务器

"""
服务器程序
"""

# 1、导入Socket模块
import socket

# 2、创建Socket对象
service = socket.socket()

# 3、绑定 ip地址和端口
# bind() 绑定地址（host,port）到套接字， 在 AF_INET下，以元组（host,port）的形式表示地址。
service.bind(("localhost", 8888))

# 4、监听端口
# 开始 TCP 监听。参数 指定在拒绝连接之前，操作系统可以挂起的最大连接数量。该值至少为 1，大部分应用程序设为 5 就可以了
service.listen(2)  # 可连接次数2

while True:
    # 5、接收客户端信息
    # s.accept()	被动接受TCP客户端连接,(阻塞式)等待连接的到来  返回元组信息(con,address).con表示连接信息，address表示客户端信息
    con, address = service.accept()
    print("客户端信息: ", address)

    # 6、接收客户端消息
    # s.recv()	接收 TCP 数据，数据以字符串形式返回，bufsize 指定要接收的最大数据量。flag 提供有关消息的其他信息，通常可以忽略。

    data = con.recv(1024).decode("utf-8")
    if (data == "exit"):
        con.send("退出".encode())
        con.close()
        break
    # 以1024字节空间接收客户端发生的数据
    print("客户端发送的数据: ", data)

    # 7、服务器发送数据
    str = input("服务器接受到了客户端信息，输入回应信息: ")
    con.send(str.encode())
    # 8、关闭连接
    con.close()

service.close()

创建客户端

"""
客户端程序
"""
#1、导入socket模块
import socket

#2、创建Socket对象
service=socket.socket()

#3、开启Tcp连接
#s.connect()	主动初始化TCP服务器连接，。一般address的格式为元组（hostname,port），如果连接出错，返回socket.error错误
service.connect(("localhost",8888))

#4、发送数据  提供参数应该是byte类型
str=input("输入发送数据: ")
service.send(str.encode())

print("客户端接收服务器返回结果: ",service.recv(1024).decode("UTF-8"))
#5、关闭连接
service.close()

正则表达式

正则表达式是一个特殊的字符序列，它能帮助你方便的检查一个字符串是否与某种模式匹配。

re 模块使 Python 语言拥有全部的正则表达式功能。

re.match函数

re.match 尝试从字符串的起始位置匹配一个模式，如果不是起始位置匹配成功的话，match() 就返回 none。

函数语法：

re.match(pattern, string, flags=0)

函数参数说明：

匹配成功 re.match 方法返回一个匹配的对象，否则返回 None。

我们可以使用 group(num) 或 groups() 匹配对象函数来获取匹配表达式。

import  re

str="hello world hi"
result=re.match("hello world",str)
print(result)
print(result.span())  #得到目标字符串 在str字符串中中匹配结果的位置
print(result.group()) #到的匹配字符串

re.search方法

re.search 扫描整个字符串并返回第一个成功的匹配。

函数语法：

re.search(pattern, string, flags=0)

函数参数说明：

import  re

str="hi hello world hi"
result=re.search("hello world",str)
print(result)
print(result.span())  #得到目标字符串 在str字符串中中匹配结果的位置
print(result.group()) #到的匹配字符串

re.match与re.search的区别

re.match只匹配字符串的开始，如果字符串开始不符合正则表达式，则匹配失败，函数返回None；而re.search匹配整个字符串，直到找到一个匹配。

re.findall()方法

在字符串中找到正则表达式所匹配的所有子串，并返回一个列表，如果有多个匹配模式，则返回元组列表，如果没有找到匹配的，则返回空列表。

注意： match 和 search 是匹配一次 findall 匹配所有。

正则表达式的特殊规则

正则表达式可以包含一些可选标志修饰符来控制匹配的模式。修饰符被指定为一个可选的标志。多个标志可以通过按位 OR(|) 它们来指定。

import re

#1、匹配账户 只能有数字或者英文字母组成 长度6-16位
rule='^[0-9a-zA-z]{6,16}$'
str="1234abajmhkkkhJ"
result=re.match(rule,str)
print("匹配结果",result)

#2、匹配QQ号 要求10位数字 第一位不是0
rule='^[1-9][0-9]{9}$'     #第一位数字1-9，剩余数字0-9并且长度是9
str="9089776555"
result=re.match(rule,str)
print("匹配结果",result)

#匹配邮箱地址  10位数字 后面跟着@符号 后缀 QQ 或者 136  后面跟着.com

rule='^[0-9]{10}[@](QQ|136){1}(.com){1}$'
str="1234567890@136.com"
result=re.match(rule,str)
print("匹配结果",result)

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